[發(fā)明專利]節(jié)能環(huán)保自焙陽極鋁電解槽

有效

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• 申請日: 2010-06-04
• 公開（公告）號: CN101851765A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黨建平
• 申請（專利權(quán)）人: 山西關(guān)鋁股份有限公司
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08
• 代理公司: 山西太原科衛(wèi)專利事務(wù)所 14100
• 代理人: 朱源

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁電解槽，尤其涉及自焙陽極鋁電解槽，具體為一種節(jié)能環(huán)保自焙陽極鋁電解槽。

背景技術(shù)

目前，國內(nèi)外鋁業(yè)公司主要采用大型預(yù)焙陽極鋁電解槽生產(chǎn)電解鋁，其正常生產(chǎn)過程需要定期更換陽極炭塊，更換陽極炭塊易使電解槽原有的磁場平衡遭受破壞，新?lián)Q上的陽極炭塊底掌和其下的鋁液面在較長時間內(nèi)不能很好的適應(yīng)，造成電解槽在一定時期內(nèi)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不佳；更換下來的舊陽極炭塊占原陽極炭塊20％左右的殘極，雖可以回收再利用，但其造成的損耗非常大；大型預(yù)焙陽極鋁電解槽所采用的預(yù)焙陽極炭塊(即陽極炭塊)，需要專門的生產(chǎn)工廠來生產(chǎn)，且需要較大的投資；陽極炭塊生產(chǎn)過程需要消耗大量的能源，并需要對生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢氣、廢水進(jìn)行綜合治理，否則會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染；陽極炭塊運(yùn)用到電解槽中去，必須通過組裝工序方可使用，這樣又增大投資，消耗能源，需要配套凈化設(shè)備；而且，一般不能在預(yù)焙陽極鋁電解槽中直接生產(chǎn)鋁合金或純度更高的精鋁，這都影響了鋁業(yè)公司的經(jīng)濟(jì)效益。

針對預(yù)焙陽極鋁電解槽存在的問題，傳統(tǒng)的自焙陽極鋁電解槽具有陽極連續(xù)使用，電解槽能持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，還可以利用電解槽自身上部的余熱焙燒好陽極，所以說自焙陽極鋁電解槽總的來講是節(jié)約能源的；但自焙陽極鋁電解槽產(chǎn)生的瀝青煙氣難于治理而造成環(huán)境污染，存在自動化程度低，人工加料勞動強(qiáng)度大、勞動環(huán)境惡烈，難以實現(xiàn)大型化作業(yè)的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有自焙陽極鋁電解槽由于結(jié)構(gòu)缺陷存在不足之處具體為污染環(huán)境、自動化程度低、勞動強(qiáng)度大且難以實現(xiàn)大型化作業(yè)的問題，提供了一種節(jié)能環(huán)保自焙陽極鋁電解槽。

本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：節(jié)能環(huán)保自焙陽極鋁電解槽，包括陽極裝置、槽膛以及陰極，所述的陽極裝置包括由若干前后分布且側(cè)壁包有鋁箔的陽極本體組成的陽極，相鄰兩陽極本體之間的間隙內(nèi)設(shè)有填料且在相鄰兩陽極本體之間的間隙內(nèi)或間隙左右外側(cè)均設(shè)有下料排氣機(jī)構(gòu)，下料排氣機(jī)構(gòu)包括豎直放置的外套管和位于其內(nèi)的下料管和排氣管，外套管、下料管和排氣管之間的間隙處設(shè)有耐高溫密封件，陽極下部的四周沿上下方向套有若干緊貼陽極側(cè)壁的集氣罩，陽極上部的四周套有陽極框架，每個集氣罩上設(shè)有若干通孔和逸氣口，通孔內(nèi)穿有導(dǎo)電棒且導(dǎo)電棒穿入陽極本體內(nèi)，集氣罩上固定有支撐導(dǎo)電棒的承重件，陽極框架連接底層的承重件，導(dǎo)電棒和與其對應(yīng)的通孔之間的間隙處設(shè)有密封圈。所選用的填料為本領(lǐng)域技術(shù)人員容易實現(xiàn)的，當(dāng)進(jìn)行電解作業(yè)時，在下料管所對應(yīng)的電解槽殼面周圍開有下料口，然后將原材料(主要成分為氧化鋁和氟化鋁)通過下料管流入下料口，進(jìn)而進(jìn)入電解質(zhì)中發(fā)生溶解反應(yīng)，產(chǎn)生的電解氣體也通過下料口排出來，排出的電解氣體通過排氣管抽走；導(dǎo)電棒與集氣罩的通孔之間設(shè)有密封圈，陽極本體產(chǎn)生的陽極廢氣會進(jìn)入集氣罩，然后通過集氣罩上的逸氣口將陽極廢氣收集處理，克服了陽極廢氣難以處理造成環(huán)境污染的問題；通過在相鄰兩陽極本體之間的間隙內(nèi)或間隙左右外側(cè)設(shè)有下料排氣機(jī)構(gòu)，有利于加入的原材料快速溶解，減少沉淀生成；承重件用于承載陽極的重量；同時根據(jù)電解槽容量大小的需要可以設(shè)置多個陽極本體，實現(xiàn)電解槽大型化的要求，而且避免陽極過大時，容易產(chǎn)生裂紋、中心過熱現(xiàn)象的產(chǎn)生，有利于陽極廢氣的排出，減小氣泡電阻。

集氣罩內(nèi)壁與陽極側(cè)壁之間充填有位于導(dǎo)電棒周圍的填料，進(jìn)一步增強(qiáng)了集氣罩通孔與導(dǎo)電棒之間及導(dǎo)電棒與陽極本體之間的密封性，防止陽極廢氣的產(chǎn)生和泄露。

相鄰兩陽極本體之間的間隙在前后方向的距離為1-30cm，使得節(jié)能環(huán)保自焙陽極鋁電解槽的設(shè)計更加合理可靠。

外套管周圍設(shè)有豎直放置的氣缸，氣缸的活塞桿端固定有打擊頭，通過此種結(jié)構(gòu)設(shè)計可實現(xiàn)打殼下料作業(yè)的機(jī)械化和自動化的目的，避免人工操作時勞動強(qiáng)度較大的問題。

集氣罩是由兩個由槽鋼制成的半封閉(即三邊圍成的框架)狀組件通過螺桿連接而成，且組件的凹槽位于集氣罩內(nèi)側(cè)，對集氣罩進(jìn)行拆除時，先將導(dǎo)電棒拔出，再將螺桿打開，即可實現(xiàn)集氣罩與陽極的脫離。

陽極本體的尺寸各異，通過調(diào)節(jié)陽極本體尺寸，使陽極本體之間間隙正對電解質(zhì)流速較快、溫度較高的地方，從而使下料管的原材料流入下料口，進(jìn)一步加快原材料迅速溶解，不致形成沉淀。